KR20190042995A - Apparatus for Treating Glass Fiber using Discharge at atmosphere pressure - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus for treating a glass fiber by atmospheric pressure discharge. The purpose of the present invention is to provide an apparatus for treating a glass fiber by atmospheric pressure discharge, which is capable of a surface modification treatment process by enabling discharge to occur at atmospheric pressure and treating the surface of a passing glass fiber with cation. The apparatus of the present invention includes: a glass fiber supply unit which extracts and supplies the glass fiber from a glass fiber storage unit having the glass fiber stored therein; an electrode unit which can generate discharge at atmospheric pressure and consists of an upper plate having a path formed therein so that the glass fiber extracted in the glass fiber supply unit passes through the path, and provided with a high voltage electrode surrounded by a dielectric in an upper part of the path and a lower plate coupled to a lower part of the upper plate, provided with a gas supply route formed to be positioned in parallel with the path, and having a plurality of gas holes perforated between the path and the gas supply route so that reaction gas is exhausted to the path; and a glass fiber discharging unit which can pull the glass fiber passing through the electrode unit by passing the glass fiber between a pair of rollers wherein there are a plurality of cutters mounted on an outer circumferential surface of any one roller at predetermined intervals, thereby cutting the glass fiber at predetermined intervals and discharging the cut glass fibers.

Description

대기압 방전 유리섬유 처리장치{Apparatus for Treating Glass Fiber using Discharge at atmosphere pressure}[0001] The present invention relates to an atmospheric pressure discharge glass fiber processing apparatus,

본 발명은 대기압 방전 유리섬유 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유리섬유가 통과하는 경로 상부에 유전체로 덮인 고전압전극을 구비하고 하부에 유전체로 덮이고 반응가스가 주입될 수 있는 가스 공급로를 구비하여 대기압 상에서 방전이 일어나도록 함으로써 상기 유리섬유의 표면개질 처리를 할 수 있는 대기압 방전 유리섬유 처리장치에 관한 것이다. The present invention relates to an atmospheric pressure discharge glass fiber processing apparatus, and more particularly, to a glass fiber processing apparatus having atmospheric pressure discharge glass fiber processing apparatuses including a high voltage electrode covered with a dielectric over a path through which glass fibers pass, a gas supply path through which a reaction gas can be injected, Pressure discharge glass fiber processing apparatus capable of performing the surface modification treatment of the glass fiber by causing discharge to occur on atmospheric pressure.

일반적으로 유리 섬유는 유리를 백금로에서 용융하여 작은 구멍으로 떨어뜨려 장섬유 형태로 한 것을 말하는데, 내열성, 내구성, 흡음성, 전기 절연성이 좋아서 단열재, 공기 여과재, 전기 절연재, 흡음재로 많이 사용되고 있다. 이외에도 고부가가치 용도로도 사용되는데 의공학 부품, 인쇄회로기판 등의 전자부품과 광통신의 광섬유, 이를 이용한 광섬유 센서 등에서 사용된다. In general, glass fiber is a glass fiber melted in a platinum furnace and dropped into a small hole to form a long fiber. It is widely used as a heat insulating material, an air filtering material, an electric insulating material, and a sound absorbing material because of its excellent heat resistance, durability, sound absorption and electrical insulation. In addition, it is used for high value-added applications. It is used in electronic components such as biomedical components, printed circuit boards, optical fiber of optical communication, optical fiber sensor using the optical fiber.

그러나, 고부가가치 용도의 유리섬유는 표면처리와 코팅이 매우 중요하며, 이러한 표면개질 처리는 소재간 계면접착과 최종 복합재료의 성능에도 큰 영향을 미친다. However, surface treatment and coating are very important for high value added glass fiber, and this surface modification treatment has a great influence on the interfacial adhesion between the materials and the performance of the final composite material.

일반적으로 일부 유리섬유의 표면개질 연구는 주로 습식 공정에 의한 실란계 커플링제 처리가 주로 이루어지고 있지만, 이러한 습식 공정에 의한 표면개질 처리는 열경화성 수지를 매트릭스로 한 경우에는 유효하나 열가소성 매트릭스를 사용할 경우에는 적합지 않다는 문제점이 있다. In general, the surface modification of some glass fibers is mainly performed by a silane coupling agent treatment by a wet process. However, such surface modification treatment by a wet process is effective when a thermosetting resin is used as a matrix, but when a thermoplastic matrix is used There is a problem in that it is not suitable.

또한 코팅수지 자체를 유리섬유에 적합한 형태로 합성하거나 고온에서 코팅수지를 물리적으로 확산시켜 접착시키는 방법들이 연구되었지만, 이는 생산성과 응용성 면에서 많은 문제점이 있다. In addition, methods for synthesizing the coating resin itself in a form suitable for glass fiber or physically diffusing the coating resin at high temperature have been studied, but there are many problems in terms of productivity and applicability.

위와 같은 문제점을 개선하기 위하여 국내외에서 섬유표면을 저온 플라즈마 처리를 하는 방법이 개발되었다. 섬유 표면을 플라즈마 에칭하거나 매트릭스 수지와 섬유에 친화성을 가지는 단량체를 저온 플라즈마로 기상 그라프트 중합 또는 고분자 침적을 시키는 방법이 사용된다. 이와 같이 섬유표면을 저온 플라즈마 처리를 하게 되면 향상된 계면접착성을 가지고 습윤 저향성도 개선되는 장점이 있다. In order to overcome the above problems, a method of low temperature plasma treatment of the fiber surface at home and abroad has been developed. A method of plasma-etching the surface of the fiber, or a method of vapor-phase graft-polymerizing or polymer-depositing a monomer having affinity to the matrix resin and fibers with a low-temperature plasma is used. As described above, the low temperature plasma treatment of the fiber surface has an advantage of improving the interfacial adhesion and improving the wetting resistance.

그러나 아직까지는 건식의 플라즈마를 이용한 유리섬유의 표면처리법과 이에 의한 복합재료 형성법은 연구개발이 전무한 실정이다. 따라서 유리섬유표면에 특정 요구성을 갖는 코팅수지를 접착시키는 방법 및 장치에 대한 많은 연구가 필요하다. However, there is no research and development on the surface treatment method of glass fiber using dry plasma and the method of forming composite material therefrom. Therefore, a great deal of research is needed on a method and apparatus for adhering a coating resin having a specific requirement to the glass fiber surface.

1. 등록특허 제10-1074353호(2011.10.11. 등록) : 캐스팅테이프용 유리섬유의 열처리장치1. Registration No. 10-1074353 (Registered on November 11, 2011): Heat treatment apparatus for glass fiber for casting tape

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 유리섬유저장부에서 유리섬유를 추출하여 전극부로 전송하며 상기 전극부는 유리섬유가 통과하는 경로 상부에 유전체로 덮인 고전압전극을 구비하고 상기 전극부의 하부에 유전체로 덮이고 반응가스가 주입될 수 있는 가스 공급로를 구비하여 대기압 상에서 방전이 일어나도록 함으로써 통과하는 유리섬유의 표면에 양이온 처리에 의한 표면개질 처리를 할 수 있는 대기압 방전 유리섬유 처리장치를 제공하고자 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a high-voltage electrode which is made of glass fiber, An atmospheric pressure discharge glass fiber processing apparatus capable of performing a surface modification treatment by cation treatment on the surface of the glass fiber passing through by providing a gas supply path through which a reaction gas can be injected, .

본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description .

본 발명의 실시예에 따르면, 대기압 방전 유리섬유 처리장치는, 유리섬유가 저장된 유리섬유저장부에서 유리섬유를 추출하여 공급하는 유리섬유공급부와, 내부에는 상기 유리섬유공급부에서 추출된 유리섬유가 통과할 수 있도록 경로가 형성되고 상기 경로 상부에는 유전체로 감싸인 고전압전극이 구비된 상부플레이트와, 상기 상부플레이트 하부와 결합되되 상기 경로와 나란히 위치하도록 형성된 가스공급로가 형성되고 상기 경로와 상기 가스공급로 사이에는 경로 상으로 반응 가스가 빠져 나갈 수 있도록 다수개의 가스홀이 천공된 하부플레이트로 이루어져 대기압에서 방전이 발생할 수 있는 전극부 및 한 쌍의 배출롤러 사이로 유리섬유를 통과시켜 상기 전극부를 통과한 유리섬유를 잡아당길 수 있도록 하되 어느 하나의 배출롤러 외주면은 일정 간격으로 다수개의 커터가 장착되어 상기 유리섬유를 일정 간격으로 절단하여 배출할 수 있도록 하는 유리섬유배출부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, an atmospheric pressure discharge glass fiber processing apparatus includes: a glass fiber supply unit for extracting and supplying glass fibers from a glass fiber storage unit in which glass fibers are stored; And an upper plate having a high voltage electrode wrapped with a dielectric material on an upper portion of the path, and a gas supply path formed to be in parallel with the path and connected to a lower portion of the upper plate, The glass fiber is passed through the electrode part between the pair of discharge rollers and the electrode part where a discharge can occur at atmospheric pressure and a lower plate having a plurality of gas holes perforated so that the reaction gas can escape from the path, So that the glass fiber can be pulled out, And a glass fiber discharge unit for mounting a plurality of cutters at regular intervals to cut the glass fibers at predetermined intervals and discharge the glass fibers.

구체적으로, 상기 전극부의 상부플레이트에 형성되는 경로는, 상기 고전압전극 아래에 일정 간격으로 다수개의 열로 배치되며 형성되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다. Specifically, the path formed on the upper plate of the electrode unit may be arranged in a plurality of rows at regular intervals below the high voltage electrode.

구체적으로, 상기 전극부는 양 측면의 일단에 장착되는 한 쌍의 방향전환롤러를 더 포함하여, 내부 경로로 유입된 후 외부로 빠져나온 상기 유리섬유가 일측에 장착된 방향전환롤러에 감겨 다시 내부 경로로 유입되고, 다시 외부로 빠져나온 상기 유리섬유가 타측에 장착된 방향전환롤러에 감겨 다시 내부 경로로 유입된 후 빠져나오도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다. Specifically, the electrode unit further includes a pair of direction changing rollers mounted on one ends of both sides, and the glass fiber that has flowed into the inner path and then escapes to the outside is wound on a direction changing roller mounted on one side, And the glass fiber that has exited to the outside again is wound around the direction changing roller mounted on the other side, and then flows into the internal path again and then comes out.

구체적으로, 상기 전극부는, 상기 상부플레이트 측면에 형성된 다수개의 경로 입출구와 상기 하부플레이트에 형성되는 하나 이상의 가스공급로 입구를 더 포함하여, 상기 가스공급로 입구로 주입된 반응가스가 상기 가스홀과 상기 경로를 거쳐 상기 경로 입출구로 배출되는 것을 특징으로 할 수 있다. Specifically, the electrode unit may further include a plurality of pathway outlets formed on a side surface of the upper plate and one or more gas supply path openings formed in the lower plate, wherein the reaction gas injected into the gas supply path inlet is connected to the gas holes And is discharged to the path entrance and exit through the path.

구체적으로, 상기 가스공급로로 주입되는 반응 가스는 아르곤(Ar)과 산소(O2)의 혼합 기체인 것을 특징으로 할 수 있다. Specifically, the reaction gas injected into the gas supply path may be a mixed gas of argon (Ar) and oxygen (O 2 ).

구체적으로, 상기 전극부와 상기 유리섬유배출부 사이, 또는 상기 유리섬유배출부의 배출후드 측면에 위치하고 전송되는 유리섬유에 근접하도록 설치되는 이오나이저를 더 포함하여, 상기 유리섬유에 양이온과 음이온을 방출하는 것을 특징으로 할 수 있다. Specifically, the ionizer further includes an ionizer disposed between the electrode part and the glass fiber discharge part or the discharge hood side of the glass fiber discharge part so as to be close to the glass fiber to be transferred, thereby discharging positive and negative ions to the glass fiber .

본 발명은 유리섬유저장부에서 유리섬유를 추출하여 전극부로 전송하며 상기 전극부는 유리섬유가 통과하는 경로 상부에 유전체로 덮인 고전압전극을 구비하고 상기 전극부의 하부에 유전체로 덮이고 반응가스가 주입될 수 있는 가스 공급로를 구비하고 있기 때문에 대기압 상에서 방전이 일어나도록 하고 통과하는 유리섬유의 표면에 양이온 처리에 의한 표면개질 처리를 손쉽게 할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a glass fiber storage part for extracting glass fibers and transferring the glass fibers to an electrode part, wherein the electrode part is provided with a high-voltage electrode covered with a dielectric above the path through which the glass fiber passes, It is possible to facilitate the surface modification treatment by the cation treatment on the surface of the glass fiber passing through so as to cause the discharge at atmospheric pressure.

또한, 본 발명은 상기 전극부 내부에 다수개의 열로 이루어진 경로를 형성하고 있기 때문에 대기압 상에서 방전이 일어나는 구간을 상기 유리섬유가 수차례 반복하여 통과하도록 하여 유리섬유의 표면개질 처리가 충분히 되도록 하는 효과가 있다. In addition, since the present invention forms a path composed of a plurality of rows in the electrode portion, it is possible to allow the glass fiber to repeatedly pass through the gap where the discharge occurs at atmospheric pressure several times, have.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 대기압 방전 유리섬유 처리장치의 개요도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전극부의 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 전극부의 횡단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 전극부의 종단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 유리섬유배출부의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 대기압 방전 유리섬유 처리장치에 이오나이저가 추가된 것을 나타낸 사시도이다. 1 is a schematic diagram of an atmospheric pressure discharge glass fiber processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of the electrode unit shown in Fig.
3 is a cross-sectional view of the electrode portion shown in Fig.
4 is a longitudinal sectional view of the electrode portion shown in Fig.
5 is a cross-sectional view of the glass fiber discharge portion shown in Fig.
6 is a perspective view illustrating the addition of an ionizer to an atmospheric pressure discharge glass fiber processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of embodiments of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 대기압 방전 유리섬유 처리장치의 개요도로서, 대기압 방전 유리섬유 처리장치는 유리섬유공급부(100), 전극부(200) 및 유리섬유배출부(300)를 포함할 수 있다. 1 is a schematic view of an apparatus for processing an atmospheric pressure discharge glass fiber according to an embodiment of the present invention. The apparatus includes a glass fiber supply unit 100, an electrode unit 200, and a glass fiber discharge unit 300 .

먼저, 본 발명의 일실시예인 대기압 방전 유리섬유 처리장치는 전체적으로 중앙에는 테이블(10)이 놓이고 테이블(10) 일측에는 유리섬유저장부(120)이 놓이게 되며 테이블 또 다른 일측에는 배출되는 유리섬유가 담기는 배출박스(350)가 놓이게 된다. 그리고 상기 테이블(10)의 일측 가장자리에는 유리섬유공급부(100)가 설치되고 중앙에는 전극부(200)가 설치되고 타측 가장자리에는 유리섬유배출부(300)가 설치된다. First, in the atmospheric pressure discharge glass fiber processing apparatus according to an embodiment of the present invention, the table 10 is placed at the center, the glass fiber storage unit 120 is disposed at one side of the table 10, The discharge box 350 is placed. A glass fiber supply part 100 is provided at one edge of the table 10, an electrode part 200 is provided at the center, and a glass fiber discharge part 300 is provided at the other edge.

유리섬유공급부(100)는, 유리섬유가 저장된 유리섬유저장부(120)에서 유리섬유를 추출하여 전극부(200)로 공급하는데, 유리섬유저장부(120)은 유리섬유 원자재를 말하는 것으로 상기 유리섬유 원자재는 유리섬유(F)가 다수 회 감겨서 일정 높이의 원기둥 형상을 하고 있다. 이러한 원기둥 형상의 유리섬유 원자재는 하나 이상이 전극부(200)가 설치된 테이블(10) 일측에 놓이게 된다. The glass fiber supply part 100 extracts glass fibers from the glass fiber storage part 120 where the glass fibers are stored and supplies the glass fibers to the electrode part 200. The glass fiber storage part 120 refers to glass fiber raw materials, The fiber raw material has a cylindrical shape with a predetermined height by winding the glass fiber (F) many times. At least one of these cylindrical glass fiber materials is placed on one side of the table 10 on which the electrode unit 200 is installed.

유리섬유저장부(120)인 상기 유리섬유 원자재에서 뽑혀 나오는 유리섬유(F) 가닥은 각각 테이블(10)의 가장자리에 설치된 공급롤러(110)에 의해 원활하게 배출될 수 있도록 한다. 본 발명의 일실시예에서는 유리섬유저장부(120)인 유리섬유 원자재는 3개의 유리섬유 원자재가 구비된 것을 예시하였고 이에 따라 3개의 공급롤러(110)가 테이블에 일정한 간격으로 설치된 것을 예시하였다. 물론 이러한 유리섬유 원자재의 개수나 이에 따른 공급롤러(110)의 개수는 필요에 따라 얼마든지 변용이 가능함은 물론이다.The fiberglass (F) strands extracted from the glass fiber raw material as the glass fiber storage part 120 can be smoothly discharged by the supply roller 110 provided at the edge of the table 10, respectively. In one embodiment of the present invention, the glass fiber raw material, which is the glass fiber storage part 120, has three glass fiber raw materials, and thus three supply rollers 110 are installed on the table at regular intervals. Needless to say, the number of the glass fiber raw materials and thus the number of the supply rollers 110 can be changed as needed.

전극부(200)는 대기압 방전을 발생시켜 유리섬유(F)에 표면개질을 일으키기 위한 장치로서, 내부에는 상기 유리섬유공급부에서 추출된 유리섬유(F)가 통과할 수 있도록 경로(211)가 형성되고 상기 경로(211) 상부에는 유전체(212)로 감싸인 고전압전극(214)이 구비된 상부플레이트(210)와, 상기 상부플레이트(210) 하부와 결합되되 상기 경로(211)와 나란히 위치하도록 형성된 가스공급로(221)가 형성되고 상기 경로(211)와 상기 가스공급로(221) 사이에는 경로 상으로 반응 가스가 빠져 나갈 수 있도록 다수개의 가스홀(222)이 천공된 하부플레이트(220)를 포함할 수 있다. The electrode unit 200 generates an atmospheric pressure discharge to cause surface modification of the glass fiber F. A path 211 is formed inside the electrode unit 200 so that the glass fiber F extracted from the glass fiber supply unit can pass therethrough A top plate 210 having a high voltage electrode 214 wrapped with a dielectric 212 over the path 211 and a top plate 210 coupled to the bottom of the top plate 210, A gas supply path 221 is formed and a lower plate 220 in which a plurality of gas holes 222 are perforated is formed between the path 211 and the gas supply path 221 so as to allow the reaction gas to pass therethrough .

먼저, 전극부(200)는 대기압 DBD(Dielectric Barrier Discharge)을 위한 장치이다. 대기압 DBD(Dielectric Barrier Discharge)의 장점으로는 장치의 가격이 저렴하고, 공정온도가 낮으며, 연속적으로 공정을 수행할 수 있는 등이 있다. 이와 같이 본 발명의 일실시예에서는 대기압 DBD(Dielectric Barrier Discharge)를 사용하는 것을 예로 들었으나, 이는 필요에 따라 동일한 기능을 하는 다른 장치가 사용될 수 있음 물론이다. First, the electrode unit 200 is a device for atmospheric pressure DBD (Dielectric Barrier Discharge). Advantages of atmospheric pressure DBD (Dielectric Barrier Discharge) include low cost of the device, low process temperature, and continuous processability. As described above, in the embodiment of the present invention, the atmospheric pressure DBD (Dielectric Barrier Discharge) is used as an example. However, other devices having the same function may be used as needed.

도 2를 참조하면, 상부플레이트(210)의 몸체는 사각형의 플레이트 형상을 하고 내부에는 유리섬유(F)가 관통할 수 있도록 일정한 간격으로 평행하게 몸체를 직선으로 관통하는 다수개의 경로(211)가 형성된다. 2, the body of the upper plate 210 has a rectangular plate shape, and a plurality of paths 211 passing through the body linearly at regular intervals so that the glass fibers F can pass therethrough .

즉, 전극부(200)의 상부플레이트(210)에 형성되는 경로(211)는, 상기 고전압전극(214) 아래에 일정 간격으로 다수개의 열로 배치되며 형성되도록 한다. That is, the path 211 formed in the upper plate 210 of the electrode unit 200 is arranged in a plurality of rows at regular intervals below the high voltage electrode 214.

따라서 상부플레이트(210)의 몸체 양 측면에는 상기 경로(211)의 입구 및 출구가 되는 경로 입출구(211a)가 형성되는데, 본 발명의 일실시예에서는 3개의 경로(211)와 그에 따른 경로 입출구(211a)가 형성되어 있는 것을 예시하였다. 물론 이러한 경로(211)의 개수는 필요에 따라 얼마든지 변용이 가능함은 당연하다 할 것이다. The upper plate 210 is formed with a path entrance 211a which is an entrance and an exit of the path 211. In an embodiment of the present invention, three paths 211 and a corresponding path entrance / 211a are formed. Of course, it goes without saying that the number of the paths 211 may be changed as needed.

도 3 내지 5를 참조하면, 상부플레이트(210)의 몸체의 중앙 상부에는 평행하게 배치된 다수개의 고전압연결단(213)이 결합되고 상기 고전압연결단(213) 하부 각각에는 고전압전극(214)이 결합된다. 위의 고전압연결단(213)과 고전압전극(214)을 제외한 상부플레이트(210)의 나머지 부분은 유전체(212)로 이루어져서 상기 고전압연결단(213)과 고전압전극(214)을 감싸게 된다. 여기서 고전압전극(214)은 3개의 경로(211)와 대응되는 위치에 일치하도록 결합되어서 상기 경로(211) 상으로 대기압 방전을 일으키도록 한다. 3 to 5, a plurality of high voltage connecting ends 213 arranged in parallel are coupled to a central upper portion of the body of the upper plate 210, and a high voltage electrode 214 is connected to each of the lower portions of the high voltage connecting ends 213 . The remaining portion of the upper plate 210 except for the high voltage connection terminal 213 and the high voltage electrode 214 is formed of a dielectric 212 to cover the high voltage connection terminal 213 and the high voltage electrode 214. Here, the high voltage electrode 214 is coupled so as to coincide with the three paths 211 to cause an atmospheric pressure discharge on the path 211.

여기서 유전체(212)를 이용하여 고전압전극(214)를 감싸는 것은 유전체 방전 플라즈마를 일으키기 위함이다. 일반적으로 플라즈마 방전의 원리는 전극에 약 수백 볼트의 전압을 인가하면 그에 따라 플라즈마 내의 양이온이 충돌하여 2차 전자가 발생한다. 이러한 양이온과 2차 전자들이 외부의 전기장에 의해 가속되면서 중성 가스 입자와 충돌하여 가스 입자를 이온화시키면서 다시 가속되는 반복과정에 의해 전자사태가 일어나면서 전극 양 단간에 전류가 흐르는 글로 방전(glow discharge)을 이용한다. 하지만, 본 발명의 일실시예에서와 같이 대기압 환경에서 플라즈마 방전을 이용할 경우에는 글로 방전이 매우 불안정한 상태를 보이면서 급속하게 큰 전류의 아크 방전(arc discharge)으로 천이하여 방전가스의 온도가 매우 높아지게 된다. 따라서 융점이 낮은 소재의 표면처리에는 적용이 불가능하게 되는 문제점이 발생한다. Here, wrapping the high voltage electrode 214 using the dielectric 212 is for generating a dielectric discharge plasma. Generally, the principle of the plasma discharge is that when a voltage of about several hundreds of volts is applied to the electrode, the positive ions in the plasma collide with each other to generate secondary electrons. As the cations and secondary electrons are accelerated by the external electric field, they are collided with the neutral gas particles to ionize the gas particles, and the electrons are repeatedly accelerated and accelerated. As a result, the glow discharge, . However, when the plasma discharge is used in an atmospheric pressure environment as in the embodiment of the present invention, the glow discharge rapidly changes into an arc discharge of a large current with a very unstable state, and the temperature of the discharge gas becomes very high . Therefore, it can not be applied to the surface treatment of a material having a low melting point.

따라서, 유전체 방전 플라즈마는 대기압 환경에서 플라즈마의 온도를 낮추고 안정적인 방전이 이루어지도록 유전체(213)를 사용한다. 다시 말하면, 한 쌍의 전극, 즉, 상기 고전압전극(214)와 접지부 사이에 적어도 한 개 이상의 유전체(213)를 삽입하여 금속재질의 전극 사이에서 직접 방전이 이루어지지 않도록 하여 글로방전이 아크 방전으로 천이하는 것을 방지하게 된다. 또한, 이와 같은 유전체 방전 방식은 안정적인 방전으로 상온의 낮은 온도에서 고분자 재료와 같이 열에 취약한 소재의 표면처리에 유용하게 적용할 수 있는 장점이 있다.Thus, the dielectric discharge plasma uses the dielectric 213 to lower the temperature of the plasma in an atmospheric environment and to provide a stable discharge. In other words, by inserting at least one dielectric 213 between the pair of electrodes, that is, between the high voltage electrode 214 and the ground, direct discharge is not caused between the electrodes made of metal, As shown in Fig. In addition, such a dielectric discharge method has an advantage that it can be advantageously applied to a surface treatment of a material which is susceptible to heat, such as a polymer material, at a low temperature of room temperature by stable discharge.

하부플레이트(220)는 사각형의 플레이트 형상을 하되 상부플레이트(210)의 하부면에 결합되고 몸체 내부에 상기 경로(211)와 대응되는 위치에 일치하도록 형성되는 가스공급로(221)를 구비하고 있다. The lower plate 220 has a rectangular plate shape and is coupled to a lower surface of the upper plate 210 and has a gas supply path 221 formed in the body so as to coincide with a position corresponding to the path 211 .

다시 말하면, 하부플레이트(220)의 가스공급로(221)는 본 발명의 일실시예에서 상기 경로(211)와 마찬가지로 하부플레이트(220)의 몸체 내부에 일직선의 원통홀 3개가 일정한 간격으로 평행하게 형성된다. 물론 이는 본 발명의 일실시예에서 상기 경로(211)의 위치와 형성 개수에 따른 것으로 상기 경로(211)의 변용에 따라 얼마든지 다르게 형성될 수 있음은 물론이다. In other words, in the gas supply path 221 of the lower plate 220, as in the case of the path 211, three straight cylindrical holes are arranged parallel to each other at regular intervals in the body of the lower plate 220 . Of course, according to an embodiment of the present invention, the position of the path 211 depends on the position and the number of the path 211, and the path 211 may be formed differently depending on the use of the path 211.

가스공급로(221)인 일직선의 원통홀의 상부측, 즉, 상부플레이트(220)와 맞닿는 몸체에는 상부플레이트(220)의 경로(211)와 연결되는 미세한 구멍들인 가스홀(222)이 일정한 간격으로 다수개가 형성되도록 한다. Gas holes 222 which are fine holes connected to the path 211 of the upper plate 220 are formed at regular intervals on the upper side of the straight cylindrical hole which is the gas supply path 221, Thereby forming a plurality of the plurality of the electrodes.

하부플레이트(220)에 구비된 가스공급로입구(221a)로 주입된 반응가스가 일차적으로 상기 가스공급로(221)를 통과하고 이어서 가스홀(222)을 통과하여 상부플레이트(220)의 경로(211)상으로 유입되게 된다. 이 때, 고전압전극(214)에 전원이 공급되면 경로(211) 상에 유입된 반응가스는 플라즈마 상태로 변환되고 유리섬유(F)의 표면에 코팅되게 된다. 물론 이를 위해서 하부플레이트(210)에는 접지부가 구비되도록 한다(도면 미도시).The reaction gas injected into the gas supply path inlet 221a provided in the lower plate 220 passes through the gas supply path 221 and then passes through the gas hole 222 to pass through the path of the upper plate 220 211). At this time, when power is supplied to the high voltage electrode 214, the reaction gas introduced on the path 211 is converted into a plasma state and coated on the surface of the glass fiber F. [ For this purpose, the lower plate 210 is provided with a grounding portion (not shown).

즉, 전체적으로 보면 상부플레이트(210) 측면에 형성된 다수개의 경로 입출구(211a)와 하부플레이트(220)에 형성되는 하나 이상의 가스공급로 입구(221a)를 통해 가스공급로 입구(221a)로 주입된 반응가스가 상기 가스홀(222)과 상기 경로(211)를 거쳐 상기 경로 입출구(211a)로 배출된다. In other words, as a whole, the reaction force injected into the gas supply path inlet 221a through the plurality of path outlets 211a formed in the side surface of the upper plate 210 and the at least one gas supply path inlet 221a formed in the lower plate 220 Gas is discharged through the gas hole 222 and the path 211 to the path inlet / outlet 211a.

여기서, 본 발명의 일실시예에서 가스공급로(221)로 주입되는 반응 가스는 아르곤(Ar)과 산소(O2)의 혼합 기체가 될 수 있다. 이는 상술한 바와 같이 플라즈마 내의 양이온과 중성가스 입자의 충돌을 통한 가스의 이온화를 위해 외측으로부터 상기 방전영역으로 중성의 반응가스의 주입을 위함이다. Here, in one embodiment of the present invention, the reaction gas injected into the gas supply path 221 may be a mixed gas of argon (Ar) and oxygen (O 2 ). This is for the injection of the neutral reaction gas from the outside into the discharge region for ionization of the gas through the collision between the positive and neutral gas particles in the plasma as described above.

방향전환롤러(230)는 전극부(200) 몸체 양 측면의 일단에 장착되는 한 쌍의 롤러를 말하는데, 전극부(200)의 몸체 내부 경로(211)로 유입된 후 외부로 빠져나온 상기 유리섬유(F)가 몸체 일측에 장착된 방향전환롤러(230)에 감겨 다시 몸체 내부 경로(211)로 유입되고, 다시 외부로 빠져나온 상기 유리섬유(F)가 타측에 장착된 방향전환롤러(230)에 감겨 다시 내부 경로로 유입된 후 빠져나오도록 한다. The direction changing roller 230 is a pair of rollers mounted on both ends of the body 200 of the electrode unit 200. The direction changing roller 230 is a pair of rollers that are inserted into the body inner path 211 of the electrode unit 200, The direction changing roller 230 is wound on the direction changing roller 230 mounted on one side of the body and then flows into the body inner path 211. The direction changing roller 230, on which the glass fiber F, And then flows into the inner path again and then comes out.

위와 같이 함으로써 전극부(200)의 몸체 내부에 형성된 다수개의 경로(211)를 유리섬유(F)가 통과할 수 있도록 하여 유리섬유(F)는 여러 차례에 걸쳐 반복적으로 대기압 방전에 의한 표면개질을 할 수 있게 된다. By doing so, the glass fibers F can pass through the plurality of paths 211 formed in the body of the electrode unit 200 so that the glass fibers F are repeatedly subjected to surface modification by atmospheric pressure discharge .

유리섬유배출부(300)는 전극부(200)를 통과한 유리섬유(F)를 배출시키는 장치로서, 전극부(200)의 일측에 근접하게 설치된 배출롤러하우징(320), 배출롤러하우징(320) 내부에 설치된 배출롤러(310), 배출롤러(310)를 구동시키는 모터(330), 테이블(10)의 가장자리에 위치하고 배출롤러하우징(320)과 근접하게 설치된 배출후드(340) 및 배출후드(340)에서 토출되는 유리섬유(F)가 담기는 배출박스(350)를 포함할 수 있다. The glass fiber discharging unit 300 discharges the glass fiber F that has passed through the electrode unit 200. The glass fiber discharging unit 300 includes a discharging roller housing 320 disposed adjacent to one side of the electrode unit 200, A discharging hood 340 disposed at the edge of the table 10 and disposed adjacent to the discharging roller housing 320 and a discharging hood 340 disposed near the discharging roller housing 320, 340 may include a discharge box 350 in which glass fibers F discharged from the discharge box 350 are discharged.

유리섬유배출부(300)는 배출롤러하우징(320) 내부에 설치된 한 쌍의 배출롤러(310) 사이로 유리섬유(F)를 통과시켜 전극부(200)를 통과한 유리섬유(F)를 잡아당길 수 있도록 한다. The glass fiber discharging unit 300 passes the glass fiber F through a pair of discharge rollers 310 provided inside the discharge roller housing 320 to pull the glass fiber F that has passed through the electrode unit 200 .

이때, 한쌍의 배출롤러(310) 중 어느 하나의 배출롤러(310) 외주면은 일정 간격으로 다수개의 커터(311)가 장착되어 상기 유리섬유(F)를 일정 간격으로 절단하여 배출할 수 있도록 한다. 일정한 길이로 절단된 유리섬유(F)는 배출후드(340)를 통해 배출박스(350)에 담기게 된다. At this time, a plurality of cutters 311 are mounted on the outer circumferential surface of one of the pair of discharge rollers 310 at a predetermined interval so that the glass fibers F can be cut and discharged at a predetermined interval. The glass fiber F cut to a predetermined length is put into the discharge box 350 through the discharge hood 340.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예인 대기압 방전 유리섬유 처리장치는, 테이블(10) 상에 설치되는 이오나이저(400)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 6, the atmospheric pressure discharge glass fiber processing apparatus according to an embodiment of the present invention may further include an ionizer 400 installed on the table 10.

이오나이저(400)는 전극부(200)와 상기 유리섬유배출부(300) 사이, 또는 상기 유리섬유배출부(300)의 배출후드(340) 측면에 위치하고 전송되는 유리섬유(F)에 근접하도록 설치되어서, 유리섬유(F)에 양이온과 음이온을 방출할 수 있다. The ionizer 400 is disposed between the electrode unit 200 and the glass fiber discharge unit 300 or the discharge hood 340 side of the glass fiber discharge unit 300 so as to be close to the glass fiber F to be transferred So that positive ions and negative ions can be emitted to the glass fiber (F).

이오나이저(400)는 고전압을 방전시켜 얻어지는 양이온과 음이온을 유리섬유(F)에 방출하여 유리섬유(F)에 남아있는 정전기를 제거하여 일정 길이로 절단된 유리섬유(F)가 서로 붙지 않도록 한다. The ionizer 400 releases the positive ions and the negative ions obtained by discharging the high voltage to the glass fiber F to remove the static electricity remaining in the glass fiber F to prevent the glass fibers F cut to a predetermined length from sticking to each other .

본 발명은 유리섬유저장부에서 유리섬유를 추출하여 전극부로 전송하며 상기 전극부는 유리섬유가 통과하는 경로 상부에 유전체로 덮인 고전압전극을 구비하고 상기 전극부의 하부에 유전체로 덮이고 반응가스가 주입될 수 있는 가스 공급로를 구비하고 있기 때문에 대기압 상에서 방전이 일어나도록 하고 통과하는 유리섬유의 표면에 양이온 처리에 의한 표면개질 처리를 손쉽게 할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a glass fiber storage part for extracting glass fibers and transferring the glass fibers to an electrode part, wherein the electrode part is provided with a high-voltage electrode covered with a dielectric above the path through which the glass fiber passes, It is possible to facilitate the surface modification treatment by the cation treatment on the surface of the glass fiber passing through so as to cause the discharge at atmospheric pressure.

또한, 본 발명은 상기 전극부 내부에 다수개의 열로 이루어진 경로를 형성하고 있기 때문에 대기압 상에서 방전이 일어나는 구간을 상기 유리섬유가 수차례 반복하여 통과하도록 하여 유리섬유의 표면개질 처리가 충분히 되도록 하는 효과가 있다. In addition, since the present invention forms a path composed of a plurality of rows in the electrode portion, it is possible to allow the glass fiber to repeatedly pass through the gap where the discharge occurs at atmospheric pressure several times, have.

이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be readily apparent that such substitutions, modifications, and alterations are possible.

10: 테이블 100: 유리섬유공급부
110: 공급롤러 120: 유리섬유저장부
200: 전극부 210: 상부플레이트
211: 경로 211a: 경로입출구
212: 유전체 213: 고전압연결단
214: 고전압전극 220: 하부플레이트
221: 가스공급로 221a: 가스공급로입구
222: 가스홀 230: 방향전환롤러
300: 유리섬유배출부 310: 배출롤러
311: 커터 320: 배출롤러하우징
330: 모터 340: 배출후드
350: 배출박스 400: 이오나이저
F: 유리섬유10: Table 100: Fiberglass feed
110: feed roller 120: glass fiber storage part
200: electrode part 210: upper plate
211: path 211a: path entry / exit
212: Dielectric 213: High voltage connector
214: high voltage electrode 220: bottom plate
221: gas supply path 221a: gas supply path entrance
222: gas hole 230: direction changing roller
300: glass fiber discharge part 310: discharge roller
311: cutter 320: discharge roller housing
330: motor 340: exhaust hood
350: Discharge box 400: Ionizer
F: Glass fiber

Claims (6)

유리섬유가 저장된 유리섬유저장부에서 유리섬유를 추출하여 공급하는 유리섬유공급부;
내부에는 상기 유리섬유공급부에서 추출된 유리섬유가 통과할 수 있도록 경로가 형성되고 상기 경로 상부에는 유전체로 감싸인 고전압전극이 구비된 상부플레이트와, 상기 상부플레이트 하부와 결합되되 상기 경로와 나란히 위치하도록 형성된 가스공급로가 형성되고 상기 경로와 상기 가스공급로 사이에는 경로 상으로 반응 가스가 빠져 나갈 수 있도록 다수개의 가스홀이 천공된 하부플레이트로 이루어져 대기압에서 방전이 발생할 수 있는 전극부; 및
한 쌍의 배출롤러 사이로 유리섬유를 통과시켜 상기 전극부를 통과한 유리섬유를 잡아당길 수 있도록 하되 어느 하나의 배출롤러 외주면은 일정 간격으로 다수개의 커터가 장착되어 상기 유리섬유를 일정 간격으로 절단하여 배출할 수 있도록 하는 유리섬유배출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기압 방전 유리섬유 처리장치.
A glass fiber supply part for extracting and supplying the glass fiber from the glass fiber storage part in which the glass fiber is stored;
An upper plate having a path formed therein for allowing the glass fiber extracted from the glass fiber supply unit to pass therethrough and a high voltage electrode wrapped with a dielectric material on the path, and a lower plate coupled to the lower portion of the upper plate, An electrode unit including a lower plate having a plurality of gas holes formed therein so as to allow the reaction gas to escape from the path formed between the path and the gas supply path, And
The glass fibers passing through the pair of discharge rollers can be pulled so that the glass fibers having passed through the electrode portions can be pulled out. A plurality of cutters are mounted on the outer circumferential surface of one of the discharge rollers at regular intervals, And a glass fiber discharging part for discharging the glass fiber to the discharge space.
청구항 1에 있어서,
상기 전극부의 상부플레이트에 형성되는 경로는, 상기 고전압전극 아래에 일정 간격으로 다수개의 열로 배치되며 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 대기압 방전 유리섬유 처리장치.
The method according to claim 1,
Wherein a path formed on the upper plate of the electrode part is formed in a plurality of rows at regular intervals below the high voltage electrode.
청구항 1에 있어서,
상기 전극부는 양 측면의 일단에 장착되는 한 쌍의 방향전환롤러를 더 포함하여,
내부 경로로 유입된 후 외부로 빠져나온 상기 유리섬유가 일측에 장착된 방향전환롤러에 감겨 다시 내부 경로로 유입되고, 다시 외부로 빠져나온 상기 유리섬유가 타측에 장착된 방향전환롤러에 감겨 다시 내부 경로로 유입된 후 빠져나오도록 하는 것을 특징으로 하는 대기압 방전 유리섬유 처리장치.
The method according to claim 1,
The electrode unit may further include a pair of direction changing rollers mounted at one ends of both sides,
The glass fiber that has flowed into the inner path and then escapes to the outside is wound around a direction changing roller mounted on one side and then flows into the inner path again and the glass fiber that has exited to the outside again is wound on a direction changing roller mounted on the other side, Wherein the glass fiber bundle is passed through a path and then discharged.
청구항 1에 있어서,
상기 전극부는, 상기 상부플레이트 측면에 형성된 다수개의 경로 입출구와 상기 하부플레이트에 형성되는 하나 이상의 가스공급로 입구를 더 포함하여,
상기 가스공급로 입구로 주입된 반응가스가 상기 가스홀과 상기 경로를 거쳐 상기 경로 입출구로 배출되는 것을 특징으로 하는 대기압 방전 유리섬유 처리장치.
The method according to claim 1,
The electrode unit may further include a plurality of pathway outlets formed on the side surface of the upper plate and one or more gas supply path openings formed on the lower plate,
Wherein the reaction gas injected into the gas supply path inlet is discharged through the gas hole and the path to the path inlet and outlet.
청구항 1에 있어서,
상기 가스공급로로 주입되는 반응 가스는 아르곤(Ar)과 산소(O2)의 혼합 기체인 것을 특징으로 하는 대기압 방전 유리섬유 처리장치.
The method according to claim 1,
Wherein the reaction gas injected into the gas supply path is a mixed gas of argon (Ar) and oxygen (O 2 ).
청구항 1에 있어서,
상기 전극부와 상기 유리섬유배출부 사이, 또는 상기 유리섬유배출부의 배출후드 측면에 위치하고 전송되는 유리섬유에 근접하도록 설치되는 이오나이저를 더 포함하여, 상기 유리섬유에 양이온과 음이온을 방출하는 것을 특징으로 하는 대기압 방전 유리섬유 처리장치.The method according to claim 1,
And an ionizer disposed between the electrode part and the glass fiber discharging part or disposed on the side of the discharge hood of the glass fiber discharging part so as to be in proximity to the glass fiber to be transferred so as to emit positive and negative ions to the glass fiber Atmospheric pressure discharge glass fiber processing apparatus.
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